EP3740408A2 - Wagenkasten für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Wagenkasten für ein schienenfahrzeug

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EP3740408A2
EP3740408A2 EP19710305.4A EP19710305A EP3740408A2 EP 3740408 A2 EP3740408 A2 EP 3740408A2 EP 19710305 A EP19710305 A EP 19710305A EP 3740408 A2 EP3740408 A2 EP 3740408A2
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EP
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car body
traction means
rail vehicle
roof
vehicle according
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EP19710305.4A
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EP3740408B1 (de
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Lars BEHRENDT
Gerhard Schandl
Josef Wiesinger
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Siemens Mobility Austria GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility Austria GmbH
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Publication date
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    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D49/00—Other details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • Car body for a rail vehicle Car body for a rail vehicle.
  • the invention relates to a car body for a
  • Railcars of rail vehicles can be excited to vibrate, resulting in a variety
  • the invention is therefore based on the object, a
  • the task is done by a carbody for a
  • a car body for a rail vehicle comprising a subframe, side walls and a roof is constructed, wherein between certain points of the car body on the inside of the car body at least one traction means is arranged.
  • Another advantage of the invention is that only a minimal Mass increase by the traction means occurs, which is negligible in contrast to reinforcing bulkheads.
  • traction means between the roof and the base. This can take place in particular when the traction means are guided in covering parts of the interior or in handle bars and thus inaccessible and invisible to the passengers.
  • Roof area are arranged, they are from the Interior fittings, eg roof coves, interior lights, etc.
  • traction means all types of mechanical elements can be used, which are suitable for the transmission of tensile forces.
  • mechanical elements which are suitable for the transmission of tensile forces.
  • Carbon ropes, chains or tie rods made of steel or carbon are used. Particularly advantageous is the
  • Car body is preferably carried out by means of an easily releasable fastening means and it can be provided a device for adjusting the tension, for example a turnbuckle.
  • the traction means are temporarily or permanently removed, since they contribute nothing to the strength of the car body but only serve the suppression of certain vibration modes. This also allows the installation to any, for the
  • Vibrations of the traction means are transmitted to the car body and in an audible frequency range in the interior of the Rail vehicle to be radiated. Can do this
  • energy-absorbing damping elements are arranged on the traction means or the traction means along its course at at least one point over a
  • Fig.2 Car body with traction means.
  • Fig.l shows an example and schematically a numerical vibration simulation of a car body 1. It is a
  • Vibration mode has a frequency ⁇ 10Hz and would undermined significantly reduce ride comfort.
  • the expression of this vibration could, as seen in Fig.l, best done by means of an X-shaped stiffening of the car body, since it would be connected those points which perform the greatest distance changes to each other during this oscillation.
  • Such X-shaped stiffening is naturally not feasible in large rail vehicles.
  • 2 shows an example and schematically a car body with traction means. It is a section through a car body 1 shown normal to its longitudinal axis.
  • the car body 1 comprises two side walls 2, a base 3 and a roof 4.
  • the car body 1 is provided with attachment points 6 in

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Untergestell (3), Seitenwände (2) und ein Dach (4), wobei zwischen bestimmten Punkten des Wagenkastens (1) an der Innenseite des Wagenkastens (1) mindestens ein Zugmittel (5) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug.
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für ein
Schienenfahrzeug .
Stand der Technik
Wagenkästen von Schienenfahrzeugen können zu Schwingungen angeregt werden, welche sich in einer Vielzahl
unterschiedlicher Moden und Frequenzen ausbilden. Dabei sind sehr niederfrequente Schwingungen dafür verantwortlich, dass der Fahrkomfort für Passagier beeinträchtigt ist. Diese Schwingungen weisen typischerweise eine Frequenz kleiner als 10 Hz auf und können somit nicht gehört sondern nur gefühlt werden. Moderne Schienenfahrzeug werden nach den Prinzipien des Leichtbaus entweder in Leichtmetall Integralbauweise oder in Differentialbauweise aus Stahl gebaut. Diese
Leichtbauweise fördert das Ausbilden von niederfrequenten Schwingungsmoden. Zur Verhinderung dieser Schwingungen könnte ein Wagenkasten mit einer höheren globalen Steifigkeit aufgebaut werden, was allerdings zu einer höheren Masse führt und daher unerwünscht ist. Als weitere Abhilfe könnten
Querverstärkungen, beispielsweise in Form von Schottwänden eingebaut werden. Diese Lösung würde jedoch die
Gestaltungsfreiheit des Passagierraums massiv einschränken und die aktuell häufig geforderten Großraumwagen unmöglich machen. Eine weitere Abhilfe ist auch eine Verstärkung des Wagenkastens im Dachbereich, wenn verkleinerte Schottwände nur im Dachbereich angeordnet werden und diesen dadurch versteifen. Solcherart kann der Passagierraum weiterhin als Großraumwagen ausgeführt werden, jedoch sind Einbauten im Dachbereich, beispielsweise für Beleuchtungen, Luftkanäle oder elektrische Einrichtungen deutlich erschwert.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Möglichkeit zur Verhinderung der Ausbreitung
niederfrequenter, insbesondere mit Frequenzen unterhalb des menschlichen Hörbereichs anzugeben, welche einfach und preisgünstig aufzubauen ist und welche einen geringen
Platzbedarf aufweist.
Die Aufgabe wird durch einen Wagenkasten für ein
Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche .
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Untergestell, Seitenwände und ein Dach aufgebaut, wobei zwischen bestimmten Punkten des Wagenkastens an der Innenseite des Wagenkastens mindestens ein Zugmittel angeordnet ist.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, jene Punkte des
Wagenkasten zugsteif miteinander verbinden zu können, welche bei einer niederfrequenten Schwingungsmode des Wagenkastens eine Relativbewegung zueinander ausführen, wodurch diese Schwingungsmode nicht mehr auftreten kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass nur ein minimaler Massezuwachs durch die Zugmittel auftritt, was im Gegensatz zu verstärkenden Schottwänden vernachlässigbar ist.
Erfindungsgemäß werden bestimmte Punkte des Wagenkastens an der Innenseite des Wagenkastens mit einem Zugmittel
verbunden. Die Anordnung dieser Befestigungspunkte erfolgt unter Hinsicht auf die Ausprägung der zu unterdrückenden Schwingungsmoden an Stelen, welche bei dieser Schwingung eine Relativbewegung zueinander ausführen. Diese Positionen können beispielsweise mittels einer numerischen Computersimulation eines konkreten Wagenkastens ermittelt werden.
Da die Möglichkeit der Anordnung von Zugmitteln im Inneren des Wagenkastens aufgrund der Inneneinrichtung jedoch stark eingeschränkt ist, ist es empfehlenswert die Zugmittel im Dachbereich oberhalb der Innenverkleidung anzuordnen.
Im Allgemeinen wird eine Mehrzahl an Zugmitteln für einen Wagenkasten erforderlich sein um eine hinreichende
Versteifungswirkung zu erzielen.
Dabei ist es empfehlenswert, die Zugmittel normal zur
Längsachse des Wagenkastens anzuordnen, da dadurch eine optimale Wirkung der Versteifung des Wagenkastens erzielbar ist .
Es kann vorteilhaft sein, die Zugmittel zwischen dem Dach und dem Untergestell vorzusehen. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Zugmittel dabei in Verkleidungsteilen des Innenausbaus oder in Griffstangen geführt und somit für die Passagiere unzugänglich und unsichtbar sind.
Da die Zugmittel in den häufigsten Anwendungsfällen im
Dachbereich angeordnet sind, werden sie von den Innenausbauteilen, z.B. Dachvouten, Innenleuchten, etc.
verkleidet und sind somit für die Passagiere unsichtbar.
Als Zugmittel können alle Arten von mechanischen Elementen eingesetzt werden, welche zur Übertragung von Zugkräften geeignet sind. Insbesondere können dabei Stahlseile,
Carbonseile, Ketten oder Zugstangen aus Stahl oder Carbon eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei der
Einsatz von Stahlseilen, da diese preiswert und leicht für die erforderlichen Längen konfektionierbar sind.
Die Befestigung der Zugmittel an der Innenseite des
Wagenkastens erfolgt vorzugsweise mittels eines leicht lösbaren Befestigungsmittels und es kann eine Einrichtung zur Einstellung der Zugspannung, beispielsweise ein Spannschloß vorgesehen werden.
Ein besonderer Vorteil gegenständlicher Erfindung besteht darin, dass die Zugmittel jederzeit wieder ausgebaut werden können ohne die Stabilität des Wagenkastens zu
beeinträchtigen. Beispielsweise können bei Wartungen oder Umbauten im Dachbereich des Innenraums die Zugmittel temporär oder auch permanent ausgebaut werden, da sie zur Festigkeit des Wagenkastens nichts beitragen sondern ausschließlich der Unterdrückung bestimmter Schwingungsmoden dienen. Dadurch kann auch der Einbau zu jedem beliebigen, für den
Fertigungsablauf vorteilhaften Zeitpunkt erfolgen.
In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, transversale Schwingungen der Zugmittel selbst zu
unterdrücken. Dadurch kann verhindert werden, dass
Schwingungen der Zugmittel sich in den Wagenkasten übertragen und in einem hörbaren Frequenzbereich in den Innenraum des Schienenfahrzeugs abgestrahlt werden. Dazu können
beispielsweise energieverzehrende Dämpfungselemente an den Zugmitteln angeordnet werden oder die Zugmittel entlang ihres Verlaufs an wenigstens einer Stelle über ein
energieverzehrendes Element mit dem Wagenkasten verbunden werden, wodurch die transversalen Schwingungen im
Wesentlichen verhindert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Wagenkasten - Schwingungssimulation.
Fig.2 Wagenkasten mit Zugmitteln.
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine numerische Schwingungssimulation eines Wagenkastens 1. Es ist ein
Schnitt normal zur Längsachse des Wagenkastens 1 mit stark überhöhter Amplitude dargestellt. Die dargestellte
Schwingungsmode weist eine Frequenz < 10Hz auf und würde unbedämpft den Fahrkomfort deutlich mindern. Die Ausprägung dieser Schwingung könnte, wie aus Fig.l ersichtlich, am besten mittels einer X-förmigen Aussteifung des Wagenkastens erfolgen, da dabei jene Punkte verbunden würden, welche während dieser Schwingung die größten Abstandsveränderungen zueinander ausführen. Eine solche X-förmige Aussteifung ist bei Großraumschienenfahrzeugen naturgemäß nicht umsetzbar. Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch einen Wagenkasten mit Zugmitteln. Es ist ein Schnitt durch einen Wagenkasten 1 normal zu seiner Längsachse dargestellt. Der Wagenkasten 1 umfasst zwei Seitenwände 2, ein Untergestell 3 und ein Dach 4. Der Wagenkasten 1 ist mit Befestigungspunkten 6 im
Dachbereich oberhalb des Passagierbereichs ausgestattet, an welchen Zugmittel 5 zur jeweils gegenüberliegenden Seite des Wagenkastens 1 verlaufen. Es sind zwei Zugmittel 5
vorgesehen, welche spiegelbildlich angeordnet sind und die Dachstruktur so versteifen, dass niederfrequente
Eigenschwingungen des Wagenkastens 1 weitgehend unterdrückt werden .
Liste der Bezeichnungen
1 Wagenkasten
2 Seitenwand
3 Untergestell
4 Dach
5 Zugmittel
6 Befestigungspunkt

Claims

Patentansprüche
1. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Untergestell (3), Seitenwände (2) und ein Dach (4), dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen bestimmten Punkten des Wagenkastens (1) an der Innenseite des Wagenkastens (1) mindestens ein
Zugmittel (5) angeordnet ist.
2. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Zugmittel (5) normal zur Längsachse des Wagenkastens (1) orientiert ist.
3. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Zugmittel (5) im Dachbereich des Wagenkastens (1) angeordnet ist.
4. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Zugmittel (5) im wesentlichen senkrecht zwischen dem Dach (4) und dem Untergestell (3) angeordnet ist.
5. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Zugmittel (5) von einer Verkleidung umgeben ist.
6. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Zugmittel (5) mit einer Einrichtung zur Dämpfung der transversalen Schwingung des Zugmittels (5)
ausgestattet ist.
7. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Zugmittel (5) als Stahlseil ausgeführt ist.
EP19710305.4A 2018-02-27 2019-02-25 Wagenkasten für ein schienenfahrzeug Active EP3740408B1 (de)

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